Переход спираль клубок в полипептидах

Недавно Шварц предложил теорию химической релаксации при кооперативных конформационных переходах в линейных биополимерах [128]. Исследована релаксация в переходах спираль—клубок в полипептидах на основе модели Изинга. Теория применима как к коротким, так и к длинным цепям. Показано, что конформационный переход контролируется наибольшим временем релаксации. [c.479]

Наглядный пример такого поведения показан на рис. 14.5. Пики протона при С-2 остатка Гис-15 (см. ниже) в спектре лизоцима белка куриного яйца появляются при 1,04 т для нативного белка (а) и при 1,41т для белка в денатурированном состоянии (в). Спектры лизоцима в промежуточном состоянии представлены на рис. 14.5,6. В последнем случае эти пики имеют одинаковую интенсивность и не уширены. Такое поведение сильно напоминает переход спираль — клубок в полипептидах (см. разд. 13.4). Отсюда следует, что переход из упорядоченного состояния в неупорядоченное может быть представлен схемой двухпозиционного обмена для целой молекулы белка (этот вывод следует также из результатов измерений при помощи других физических методов [29—35]). Во временной шкале ЯМР такой переход протекает медленно. Можно постулировать любое число промежуточных частично развернутых состояний молекулы, которые быстро переходят друг в друга, в нативное состояние и в статистический клубок [c.355]

Дифференциальная спектроскопия впервые была использована для сопоставления электронных спектров биополимеров, претерпевающих переходы на молекулярном уровне (денатурация белков, переходы спираль — клубок в полипептидах или ДНК и т. п.). Современные спектрометры позволяют сразу получать дифференциальные спектры, что удобно и для исследований процессов полимеризации можно осуществлять непрерывный мониторинг полимеризующейся системы вместо отбора проб или использования не слишком надежного дилатометрического метода. [c.320]

Характеристики переходов спираль — клубок в полипептидах [62] [c.215]

ПЕРЕХОД СПИРАЛЬ -= КЛУБОК В ПОЛИПЕПТИДАХ [c.127]

Следует отметить, что кооперативный характер разрыва или образования Н-связей в принципе характерен для макромолекул. Такой характер имеет разрушение и образование полимер-полимерных комплексов в растворах [219], переходы спираль-клубок в полипептидах и белках под действием денатурирующих агентов [228] и т. п. [c.151]

Кажущееся изменение молекулярного веса, вследствие избирательной адсорбции, было использовано недавно для изучения конформационного перехода спираль— клубок в полипептиде (см. 2 главы 6). [c.200]

ДЛЯ ионизованных макромолекул) можно осуществить резкое разрушение ( плавление ) вторичной структуры и переход (типа фазового) к конформации свернутого статистического клубка. Переходы спираль — клубок в полипептидах были открыты и подробно изучены на примере поли- -бензил-/.-глутамата [259]. Переходы спираль — клубок обратимо осуществляю тся в сравнительно узком интервале температуры, состава растворителя, или его pH. В интервале перехода макромолекула содержит наряду со спиральными и разупорядоченные участки. [c.253]

Спиральной структуре и переходам спираль — клубок в полипептидах посвящено очень большое число работ. Частичный обзор этих работ содержится в ряде изданий (см., например, [251, 513] ). Систематическое изложение теории конформационных переходов в полипептидах можно найти в [285] . [c.253]

Соответствующая трактовка образования биспиральной конформации ДНК гораздо более сложна. При анализе переходов спираль — клубок в полипептидах можно считать, что вклад в свободную энергию, обусловленный мономерным остатком, размещенным в клубкообразном участке, не зависит от присутствия спиральных сегментов в молекулярной цепи. При наличии частично упорядоченных конформаций типа ДНК две цепи беспорядочных участков, находящихся между двумя областями, в которых цени связывались в двойную спираль, должны образовать замкнутую петлю. Вероятность образования гибкой цепью замкнутой петли может быть оценена по функции распределения расстояния между концами цепи [уравнение (111-37)]. Она обратно пропорциональна контурной длине в степени /2 [258], и, следовательно, необходимо рассмотреть изменения свободной энергии для процессов типа [c.134]

Разнообразие возможных структурных изменений в белках и полипептидах можно проиллюстрировать несколькими примерами. На рис. 20.1 приведены спектры ДОВ в УФ-области для случайных сополимеров гидроксипропил-Ь-глутамина и L-аланина при 3°С (кривые А, Б, В) и при 76°С (кривые А, Б, В ). Три кривые при каждой температуре соответствуют полимерам с разной длиной и составом цепей. Поразительно, как сильно изменяется вид кривых при увеличении температуры. Спектры, полученные при 5°С, характерны для ск-спиральных структур наибольшей степенью спиральности обладает образец В, При 76°С полимеры находятся в неупорядоченной конформации и их оптическое вращение мало. В интервале между этими двумя крайними температурами осуществляется переход спираль — клубок. В последующих разделах этой главы детально рассмотрен вопрос о переходе спираль — клубок в полипептидах. [c.179]

В настоящей главе детально обсуждается один из примеров конформационных изменений — переход спираль — клубок в полипептидах, который исследован лучше других как в отношении эксперимента, так и теоретически. Изучение этого перехода во многом спо- [c.180]

Определенная таким образом статистическая сумма почти идентична по форме статистической сумме д, использованной в гл. 20 для описания перехода спираль — клубок в полипептидах (она в действительности равна д — 1). Концентрация цепей не входит в выражение (23.6). Чтобы вычислить количество образованных комплексов, нужно использовать уравнение равновесия для реакции второго порядка, считая при этом, что константа равновесия равна д , и учитывая реальные концентрации цепей. Мы продемонстрируем это в следующем разделе. [c.317]

Полипептиды, построенные из ионизуемых аминокислотных остатков (например, полиглутаминовая кислота, полилизин), совершают переходы спираль— клубок при изменении pH. Переход можно обнаружить и изучить как упомянутыми выше методами оптики и гидродинамики, так и методом потенциометрического титрования, дающего степень ионизации (см. рис. 4.16). Теория перехода спираль — клубок в полипептидах с ионизуемыми группами развита в работах [61, 67]. Последняя работа по-прежиему основана на методе Изинга. [c.216]

При решении ряда проблем физической химии полимеров с помощью статистической механики одномерных систем в тех случаях, когда потенциал взаимодействия между рассматриваемыми структурными элементами может принимать только два значения, удобно пользоваться моделью Изинга [28]. В круг таких проблем попадает и рассмотренный в разделе II.6 случай, когда микротактичность полимера определяется относительной вероятностью присоединения изотактических либо синдиотактических группировок [29]. Наряду со случаем, когда реакция роста цепи протекает по механизму симметричной стереоспецифической полимеризации, модель Изинга может быть также использована и для описания так называемой несимметричной стереоспецифической полимеризации, контролируемой правым или левым оптическим вращением [30]. Наконец, модель Изинга применима и для описания свойств бинарных сополимеров [31], скрещенных конформацией цепи [32], перехода спираль — клубок в полипептидах [33] и т. д. Первоначально модель- Изинга была предложена как способ размещения спинов ферромагнетиков (собственные значения которых могут быть -f-1/2 или —1/2) по одному или же по одному ряду в узлах решетки. Однако впоследствии Крамере с сотр. [34] и Монтролл [35] развили ее для решения проблем, связанных со статистикой сплавов и других кристаллических систем. Из упоминавшихся выше проблем физической химии полимеров некоторые, например проблема стереоспецифической полимеризации, могут быть уподоблены проблеме ферромагнетиков, а бинарные сополимеры могут рассматриваться как сплавы. Другими словами, в первом случае мы имеем дело с большим каноническим ансамблем системы, а в другом — с каноническим ансамблем (первый случай намного проще). Это различие связано с тем, что при определении соотношения реакционных способностей мономеров в данном сополимере приходится использовать образцы с низкой степенью полимеризации. [c.98]

Под конформацпоннымн превращениями в макромолекулах до самого недавнего времени понимали превращения (переходы) спираль — клубок в полипептидах и нуклеиновых кислотах. Предполагалось, что, в отличие от макромолекул нативных белков, нуклеиновых кислот и их синтетических моделей — полипептидов и полинуклеотидов, где внутримолекулярные взаимодействия (в основном, водородные связи) обеспечивают наличие вторичной структуры, внутримолекулярные силы у обычных синтетических поли.меров недостаточны для поддержания уиорядоченности в цепи. Макро.молекулы первых существуют в растворах в конформации одионитевых (белки, полипептиды) или двунитевых (нуклеиновые кислоты, полинуклеотиды) спиралей (см. [251, 510]). Двойная спираль Крика — Уотсона [511] для дезоксирибонуклеиновой кислоты и а-сиираль Полинга — Кори [512] для полипептидов — наиболее известные примеры вторичной молекулярной структуры. Макромолекула в спиральной конформации подобна по своей структуре одномерному кристаллу. Изменением температуры или других условий (состав смешанного растворителя, pH растворителя — [c.252]

После этого мы перейдем к рассмотрению конформационного поведения биологических полимеров. В частности, гл. 18 посвящена конформационной статистике полимеров, основное внимание при этом уделяется статистике полипептидных цепей при использовании различных конформационных моделей последних. В гл. 19 в общих чертах показано, как на основе юучения гидродинамических свойств двухиепочечной ДНК в растворе мы приходим к выводу о том, что она представляет собой червеобразную цепь, свернутую в клубок. В гл. 20 и 21 мы рассмотрим конформационные изменения в белках и полипептидах, в том числе хорошо изученный переход спираль — клубок в полипептидах (гл. 20) и вопрос об обратимом свертывании белковых цепей (гл. 21). [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология